上交2008年《自動控制原理》考試大綱

1、自動控制理論 參考書目： 自動控制理論與設(shè)計(jì) ( 新世紀(jì)版 ) 徐薇莉、曹柱中、田作華編 上海交通大學(xué)出版社 2005 ；現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ) 施松椒、陳學(xué)中、杜秀華編著 高等教育出版社 2005 ；自動控制原理胡壽松編著 國防工業(yè)出版社 第四版   復(fù)習(xí)大綱： 經(jīng)典控制部分：第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念； 自動控制系統(tǒng)的組成； 控制系統(tǒng)常用的典型測試信號； 對反饋控制系統(tǒng)的基本要求。第二章 系統(tǒng)微分方程式的建立； 傳遞函數(shù)的定義及求取方法 方塊圖變換的基本法則，轉(zhuǎn)換為信號流圖的方法； 用梅遜公式求取系統(tǒng)變量間的傳遞函數(shù)。第三章 實(shí)際物理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立； 機(jī)電控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立 ；

2、第四章 反饋控制系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念； 勞斯判據(jù)的應(yīng)用； 反饋控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念及求?。?控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的定義； 一階、二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的求?。?掌握主導(dǎo)極點(diǎn)、附加零極點(diǎn)和偶極子的概念； 掌握高階系統(tǒng)簡化為二階系統(tǒng)的條件； 掌握速度反饋控制、比例微分、比例積分控制的組成及作用。第五章 根軌跡的概念； 控制系統(tǒng)根軌跡的繪制； 利用根軌跡進(jìn)行系統(tǒng)分析及計(jì)算系統(tǒng)性能指標(biāo)。第六章 頻率特性的定義，求法； 極坐標(biāo)圖及伯德圖的繪制； 利用奈氏判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定性； 頻域性能指標(biāo)的定義及求取； 由實(shí)驗(yàn)曲線求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)。第七章 系統(tǒng)校正的一般方法和基本概念； 常用校正網(wǎng)絡(luò)特性；據(jù)原系統(tǒng)特性和期望

3、性能指標(biāo)正確選擇校正網(wǎng)絡(luò)形式，熟練掌握根軌跡圖和頻率特性方法，設(shè)計(jì)超前網(wǎng)絡(luò)、滯后網(wǎng)絡(luò)和超前滯后網(wǎng)絡(luò)。第八章 非線性系統(tǒng)描述函數(shù)的定義，求取；應(yīng)用描述函數(shù)在極坐標(biāo)圖上判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性，是否存在極限環(huán)，求取穩(wěn)定極限環(huán)的振幅、頻率； 相平面圖的繪制，利用相平面圖對典型非線性系統(tǒng)進(jìn)行分析； 現(xiàn)代控制部分：1  線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述、坐標(biāo)變換（線性變換）及狀態(tài)方程求解。2  線性定常系統(tǒng)的能控性與能觀性，標(biāo)準(zhǔn)型以及能控性與能觀性分解。3  狀態(tài)空間描述與傳遞函數(shù)的關(guān)系，單變量系統(tǒng)的狀態(tài)空間實(shí)現(xiàn)。4  單變量系統(tǒng)的極點(diǎn)配置及觀測器設(shè)計(jì)?？刂评碚摶A(chǔ) < 控

4、制理論基礎(chǔ) > 是上海交通大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，將考核對自動控制理論（經(jīng)典控制理論 、 采樣控制理論等）的掌握程度，及進(jìn)行系統(tǒng)建模 、 系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用能力。依據(jù)相應(yīng)課程教學(xué)大綱和上海交通大學(xué)研究生院碩士研究生入學(xué)命題原則特制定本考試大綱。 一、考試內(nèi)容范圍   自動控制系統(tǒng)的反饋工作原理，控制系統(tǒng)的組成，具體的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖表示。   拉普拉斯變換（定義 、 基本性質(zhì)定理定理 、求取及求逆、應(yīng)用 ）。   控制系統(tǒng)建模（運(yùn)動方程 、 微分方程及線性化，傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)表示的系統(tǒng)方塊圖）。   控制系統(tǒng)頻率特性：

5、基本概念、典型環(huán)節(jié)的頻率特性波德圖、奈魁斯特圖；開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性、閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性、頻率特性與系統(tǒng)品質(zhì)；系統(tǒng)頻率特性的實(shí)驗(yàn)確定法。   控制系統(tǒng)穩(wěn)定性：基本概念、穩(wěn)定條件；勞斯霍爾維茨穩(wěn)定判據(jù)、系統(tǒng)特征矢量的幅角變化與穩(wěn)定性的關(guān)系、奈魁斯特穩(wěn)定性判據(jù)、對數(shù)判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定裕量、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 （五）控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析。 （六）控制系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)；一階系統(tǒng) 、 二階系統(tǒng)和高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。 （七）控制系統(tǒng)的頻域法設(shè)計(jì)與校正：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程；常用校正裝置及其對系統(tǒng)的影響；希望頻率特性的繪制；系統(tǒng)串聯(lián)校正裝置的設(shè)計(jì)（超前、滯后、滯后 - 超前校正）。   根

6、軌跡法分析系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)：根軌跡法及控制系統(tǒng)根軌跡繪制方法；控制系統(tǒng)的根軌跡分析；根軌跡法設(shè)計(jì)與校正控制系統(tǒng)（超前、滯后、滯后 - 超前校正）。   采樣控制基礎(chǔ)： 采樣定理；零階保持器的功能和性能； Z 變換（定義 、 基本性質(zhì)定理 、 求取 、應(yīng)用 ）； Z 傳遞函數(shù)的定義和求取； 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析； 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析； 線性離散極點(diǎn)（實(shí)軸點(diǎn) / 共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)）與系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的關(guān)系； 采樣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：模擬法設(shè)計(jì)（含 D(s) 至 D(z) 的離散， D(z) 的連續(xù)法實(shí)現(xiàn)和編程實(shí)現(xiàn)） 、 數(shù)字化設(shè)計(jì)（頻域法，即 W 域法）。   非線性控制 非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的描述函數(shù)分析（擴(kuò)展奈魁斯特穩(wěn)定性判據(jù)，非線性系統(tǒng)的自持振蕩的穩(wěn)定性分析）； 基于描述函數(shù)的非線性系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)與校正（對于自持振蕩采用 減小開環(huán)增益、串聯(lián)校正、速度反饋等線性校正方法）。   * 鑒于以一級學(xué)科招生，故控制系統(tǒng)工作原理分析 、 系統(tǒng)建模 、系統(tǒng) 分析等的具體系統(tǒng)均限制為一般的電學(xué)系統(tǒng)（含模電 、 數(shù)電） 、 力學(xué)系統(tǒng)和運(yùn)動學(xué)系統(tǒng)。 二、考題形式及評分準(zhǔn)則 六到八個題，每題針對一個控制系統(tǒng)，對之分幾個小題遂步考核考生的應(yīng)用 、 分析 、 設(shè)計(jì)能力。全卷盡可能多地覆蓋知識點(diǎn)。 按步驟計(jì)分。多種解題方法的，